S3试验桩堆载检测方案终.docx
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S3试验桩堆载检测方案终
试验桩S3堆载法检测方案
一、工程概况
1.1工程简介
湖北省鄂北地区水资源配置工程--孟楼渡槽位于老河口市孟楼镇境内，桩号20+200～25+190，全长4.99km，沿线地形起伏较小。
按50年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核，设计流量38m3/s，设计水深4.15m，主体工程建筑物级别为2级，导流工程等临时建筑物为4级，地震设计烈度为6度。
孟楼渡槽由进口段、槽身段、出口段三部分组成。
进口水位144.36m，出口水位143.43m，分配水头0.93m，纵坡1:
5000，平面转弯半径8000m。
槽身段长4920m，每跨长30m，共164跨，为单槽多侧墙矩形槽，采用三向预应力钢筋混凝土简支结构，架槽机预制吊装施工。
下部支承结构采用了墩、桩组合形式，渡槽30m跨桩基工程布置摩擦桩990根，桩径为1.5m，桩长25～28.5m，混凝土强度等级为C25W6F150。
桩基穿过的地层主要为第四系粘土、壤土及上第三系半成岩状泥岩、砂质泥岩等。
1.2施工内容
根据《孟楼渡槽试验桩施工技术要求》，孟楼渡槽试验桩数为4根，均布置在槽身跨中附近。
其桩基设计竖向承载力特征值为7000kN。
设计要求的4根试验桩中S1、S2已施工完成，并检测完毕，检测结果均满足设计要求；根据报告单《关于报送孟楼渡槽工程试验桩检测成果的报告》（葛洲坝[2016]报告028号）设计及业主批复要求，试验桩S3或S4需要采用堆载法进行单桩竖向承载力检测。
根据要求项目部计划试验桩S3采用堆载法进行单桩竖向承载力检测。
试验桩S3位于桩号23+332.25，位于渡槽轴线右侧4.5m，顺水流方向位于104#～105#墩中间，桩径1.5m，桩长28.5m。
试验桩S3已于2016年4月14日完成混凝土灌注施工。
本方案主要为指导试验桩S3堆载法检测施工。
项目部委托葛洲坝集团试验检测有限公司进行本次试验桩S3堆载法检测。
二、编制依据
（1）《湖北省鄂北地区水资源配置工程2015年开工项目第一批项目第4标段孟楼渡槽工程施工招标文件》（合同编号：
HBSJ-201508SL-378001004）（以下简称《招标文件》）。
（2）《湖北省鄂北地区水资源配置工程2015年开工项目实施方案孟楼渡槽试验桩施工技术要求》。
（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。
（4）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）。
（5）报告单《关于报送孟楼渡槽工程试验桩检测成果的报告》（葛洲坝[2016]报告028号）设计及业主批复。
三、检测准备
3.1技术准备
（1）编制堆载检测方案，报监理工程师审批后方能施工。
根据设计要求，堆载荷载为25000kN。
（2）根据检测要求，在采用堆载法检测前，先进行低应变法和高应变法检测桩身完整性及单桩竖向抗压承载力。
（3）测量放样。
堆载场地平面图要求进行精确放样。
3.2现场准备
（1）试验桩S3已于2016年4月14日完成了混凝土灌注施工，2016年4月27日完成了低应变检测，预计2016年5月12日进行高应变检测。
（2）试验桩桩头处理：
先将桩头破除，为满足堆载要求，再将桩头加高到与地面相平，根据现场测量，桩头加高2.1m，桩头采用C30混凝土。
（3）荷载堆载前，采用反铲、装载机等设备平整施工场地，并采用20t钢轮压路机压实荷载堆放区及加载区；将用于灌注桩施工的泥浆池、沉淀池填埋，并保证回填土的密实度。
（4）在现场规划、并画线配重堆放区、吊车作业区、荷载加载区等区域。
3.3物资准备
（1）堆载所用主梁、副梁从武汉市运到试验桩检测部位，运距约400公里。
（2）加载所用配重为钢筋混凝土预制块，总重量为25000kN，即25000÷9.8=2551（吨），所有配重从武汉市运输到检测部位，运距约400公里。
（3）检测所用的5台5000kN油压千斤顶，需要在检测前率定完毕并进场，加压设备进场。
（4）主梁采用2根42000kN·m组合结构，见附图。
四、堆截法检测施工
4.1检测设备
本次单桩竖向抗压静荷载试验所用主要仪器设备详见表4-1。
表4-1堆截法检测单桩竖向抗压静荷载试验仪器设备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
千斤顶
5000kN油压千斤顶
5台
2
静载荷测试仪（压力）
0-60MPa（0.4级）
1块
3
静载荷测试仪（位移传感器）
0-50mm
4块
4.2受检桩参数
试验桩S3参数见下表4-2。
表4-2受检桩参数表
工程部位
桩径（mm）
桩长（m）
最大加载量（kN）
持力层
砼强度等级
试验桩S3
1500
28.5
25000
黏土层
C25
4.3检测原理
采用堆载法进行单桩竖向抗压静载荷试验。
配重的堆放程序：
首先以桩中心为基准点进行放线，搭设压重平台支敦底座，支墩底座根据现场实际情况搭设，保证支墩稳定可靠，依次进行主梁和分配梁的架设，最后在平台上均匀堆放配重物，采用错缝搭接形式。
使油泵驱动液压千斤顶，对桩施加压力来测定桩的竖向抗压极限承载力。
4.4试验设备的安装
（1）加载设备的安装：
在试桩上安放一块承压钢板（厚20mm），承压板上放置5台千斤顶，千斤顶的合力中心对准试桩中心。
千斤顶由高压油管和多通并联后与加压油泵联接。
（2）试验平台安装：
本次试验拟采用两根主梁（见附图），其中心对准试桩的中心，主梁须安放平稳，主梁上安装60根I63C型工字钢做为次梁（也称分配梁），工字钢两头由支墩支撑，支墩采用钢桁架或配重块。
分配梁保持在同一水平面，平台底部与千斤顶顶部予留400～600mm的距离以便平台加荷后的下沉。
分配梁上按秩序错缝搭接整齐的堆放25000kN左右的预制块（可参考实例图）。
（3）本次试验，配重物使用混凝土预制块，每个预制块尺寸：
3.0m（长）×0.6（宽）×0.9（高），重约3.8吨重，堆载平台尺寸约为12m×12m，堆载时由2台25t汽车吊吊装，由2名专业人员指挥堆放，根据本次试验最大试验荷载计算，最大堆载高度约10米，一次配重达到160000kN以上。
混凝土预制块配重采用上下层互相垂直的堆放方法错缝，保持整体稳定性。
（4）观测系统的安装：
在桩两侧安装两根工字钢作基准梁。
在基准梁上安装4个磁性表座和4个位移传感器，位移传感器竖直地架设在桩顶，从而观测试桩的沉降量。
试验装置见图1所示。
（5）试验桩（或压重平台支墩边）距离基准桩之间的距离不小于6m（4.5m）。
支墩宽度3m，面积3×12×2=72m2,地基压力P=25000kN/72m2=347kPa,地基经振动碾压处理后必须达到的承载力特征值为347/1.5=232kPa。
4.5检测方法
现场试验，采用慢速维持荷载法分15级进行加载，加载反力采用堆载法提供。
最大加载量按25000kN进行加载。
第一级加载值为3333kN，以后每级加载值为1667kN；卸载分为7级，卸载量为加载时的2倍。
加载时测读桩沉降量的间隔时间为每级加载后，每第5min、15min、30min、45min、60min时各测读一次桩顶沉降量，以后每隔30min读一次桩顶沉降量。
当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，施加下一级荷载。
桩沉降相对稳定标准：
每一小时内的桩顶沉降量不得超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后和第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。
卸载时，每级荷载维持1h，分别按第15min、30min、60min测读桩顶沉降量后，即可缷下一级荷载。
缷载至零后，测读桩顶残余沉降量，维持时间不小于3h，测读时间分别为第15min、30min，以后每隔30min测读一次桩顶残余沉降量。
荷载值通过0.4级精密压力表测量，沉降量采用对称架设的0～50mm机电式百分表测量，所有百分表均用磁性表座固定于基准梁上，并连接数据线牵引至堆载平台外安全范围内，确保试验人员读数时的安全，基准梁在独立的基准桩上安装，基准桩按规范要求布置。
加荷分级详见表4-3，加载示意见图1。
表4-3加荷分级表单位：
kN
荷载分级
加载
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
荷载
3333
5000
6667
8333
10000
11667
13333
荷载分级
加载
9级
10级
11级
12级
13级
14级
15级
荷载
15000
16667
18333
20000
21667
23333
25000
荷载分级
卸载
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
荷载
21667
18333
15000
11667
8333
5000
0
位移传感器
图1单桩竖向抗压静载荷试验反力装置侧面示意图
图2单桩竖向抗压静载荷试验反力装置俯视示意图
图3单桩竖向抗压静载荷试验反力装置实例示意图
4.6终止加载条件
当出现下列情况之一时，可终止加载：
（1）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm。
（2）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的沉降量的2倍，且经24h尚未达到4.5条相对沉降稳定标准。
（3）已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准。
（4）荷载—沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60mm～80mm；当桩端阻力尚未充分发挥时，可加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
五、安全保证措施
（1）对进场人员进行安全教育培训，检测现场安排专职安全员监控。
（2）现场设置安全警戒区，安全警戒区采用钢管架设临时围栏，高1.2m，围栏长约260m。
（3）进入现场的所有人员必须配戴安全帽等劳保用品，非施工人员禁止进入现场警戒区内。
（4）吊车进行吊装作业，严格按相关操作规程作业，特种作业人员必须持证上岗，每台吊车安排专业人员指挥作业。
操作人员应按照指挥人员的信号进行作业，执行规定的指挥信号；当信号不清或错误时，操作人员可拒绝执行。
（5）操作人员在作业前必须对工作现场环境、行驶道路、建筑物以及构件重量和分布情况进行全面了解。
设备作业时，下方严禁有人停留、工作或通过。
（6）在露天有六级及以上大风或大雨、大雪、大雾等恶劣天气时，停止起重吊装作业。
雨雪过后作业前，应先试吊，确认制动器灵敏可靠后方可进行作业。
（7）临时用电按《施工现场临时用电安全技术规范》的要求进行作业，施工现场临时用电必须由电气工程专业技术人员负责管理，配电系统必须实行分级配电，各类配电箱、开关箱外观应完整、牢固、防雨、防尘，箱体应外涂安全色标，统一编号，箱内无杂物。
停止使用的配电箱应切断电源，箱门上锁。
固定式配电箱应设防护栏，并有防雨防砸措施。
（8）堆载过程中，采用测量仪器难测主梁两端的高程，控制两端高程保持基本一致，如果出现较大偏差，及时用吊车调整上部配重区的荷载堆放范围，平衡主梁。
六、检测时间安排
试验桩S3已于2016年4月14日完成了混凝土灌注施工，2016年4月27日完成了低应变检测。
由于本次试验采用堆载法，工作量巨大，作业面积较大，需提前进行相应准备。
在现场场地进行平整后，预先拖运配重块进场，待试桩龄期达到后，预计2016年5月12日进行高应变试验后，立即进行单桩竖向抗压静载荷试验的平台搭设及配重块的堆码，堆码完成后进行加载。
预计作业时间15天，2016年5月27日可完成堆载工作，检测加载时间3天，至2016年6月4日完成内业整理和成果报告。
七、施工资源配置计划
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